Author Affiliations
Abstract
1 Chinese Academy of Sciences, GBA branch of Aerospace Information Research Institute, Guangzhou, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
A 60-mW solid-state deep ultraviolet (DUV) laser at 193 nm with narrow linewidth is obtained with two stages of sum frequency generation in LBO crystals. The pump lasers, at 258 and 1553 nm, are derived from a homemade Yb-hybrid laser employing fourth-harmonic generation and Er-doped fiber laser, respectively. The Yb-hybrid laser, finally, is power scaling by a 2 mm × 2 mm × 30 mm Yb:YAG bulk crystal. Accompanied by the generated 220-mW DUV laser at 221 nm, the 193-nm laser delivers an average power of 60 mW with a pulse duration of 4.6 ns, a repetition rate of 6 kHz, and a linewidth of ∼640 MHz. To the best of our knowledge, this is the highest power of 193- and 221-nm laser generated by an LBO crystal ever reported as well as the narrowest linewidth of 193-nm laser by it. Remarkably, the conversion efficiency reaches 27% for 221 to 193 nm and 3% for 258 to 193 nm, which are the highest efficiency values reported to date. We demonstrate the huge potential of LBO crystals for producing hundreds of milliwatt or even watt level 193-nm laser, which also paves a brand-new way to generate other DUV laser wavelengths.
193 nm solid-state laser deep ultraviolet LBO crystal sum frequency mixing narrow linewidth 
Advanced Photonics Nexus
2024, 3(2): 026012
徐思志 1夏瀛 1高瑜博 1,2刘星 1,2,*[ ... ]阮双琛 1,2,*
作者单位
摘要
1 深圳技术大学 先进光学精密制造技术广东普通高校重点实验室,深圳 518118
2 深圳技术大学 中德智能制造学院,深圳 518118
3 大族激光科技产业集团股份有限公司,深圳 518103
4 深圳大学 物理与光电工程学院 深圳市激光工程重点实验室,深圳 518060
采用多级串联的主振荡放大技术,将SESAM锁模的种子光通过多级串联端泵Nd∶YVO4晶体放大,产生平均功率为148.7 W、重复频率500 kHz~4 MHz、脉冲宽度8 ps的1 064 nm基频光,同时开展了LBO晶体高效率二倍频的研究。通过优化相位匹配,实现了平均功率为95 W的532 nm皮秒激光输出,光-光转换效率达65%,光束质量因子MX2=1.27/MY2=1.42,6 h功率抖动均方根低于0.8%。该绿光皮秒激光系统具有平均功率高、转换效率高、光束质量好、稳定性高、重频可调等优点,可以被作为皮秒激光加工系统的光源,被应用于科学研究和工业加工领域。
绿光皮秒 皮秒激光器 二次谐波产生 固体放大器 LBO晶体 Picosecond green laser Picosecond laser Second-harmonic generation Solid-state laser amplifier LBO crystal 
光子学报
2023, 52(9): 0914002
作者单位
摘要
北京华岸科技有限公司,北京 100176
报道了一种利用中心波长为915 nm的激光二极管(LD)泵浦的中心波长为355 nm的高稳定性全固态紫外激光器。在该激光器中,将中心波长为915 nm,线宽为5.3 nm的LD作为泵浦源,端面泵浦Nd∶YVO4晶体,并将两块LBO晶体分别作为二倍频和三倍频晶体。采用V型平凸非稳腔结构和声光调Q方式,获得了稳定运行的中心波长为355 nm的全固态紫外激光器。当重复频率为30 kHz,泵浦功率为45 W时,紫外激光器的输出功率为3.7 W,脉冲宽度约为13 ns,光光转换效率约为8.2%,光束质量因子M2小于1.2且在6 h运行时间内,输出功率稳定性(峰峰值)小于4.5%。
激光器 紫外激光器 915 nm 三倍频 355 nm LBO晶体 
激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1914003
作者单位
摘要
1 沈阳理工大学 理学院, 辽宁 沈阳 110159
2 鞍山紫玉激光科技有限公司灯泵实验室, 辽宁 鞍山 114044
为了得到一种三倍频效率高达60%的355 nm脉冲激光器, 采用曲率半径分别为2 m的凹凸高斯镜和9 m的平凹全反镜组合作为谐振腔, 加以电光调Q, 得到1 064 nm高光束质量激光输出, 再将其进行行波放大, 获得重复频率10 Hz、脉宽7.3 ns、单脉冲能量1.01 J的1 064 nm基频光输出。利用 Ⅰ 类相位匹配LBO晶体进行二倍频、 Ⅱ 类相位匹配LBO晶体进行三倍频以得到波长为355 nm的紫外光输出。通过二倍频和三倍频输出特性和非线性晶体参数的分析和实验调试, 最终获得了单脉冲能量为608 mJ、脉宽为5.7 ns、线宽为2 nm的紫外激光输出。通过优化二倍频的转换效率, 可使1 064 nm基频光到三倍频得到的355 nm紫外光的转换效率达60%。
固体激光器 高转换效率高能量 LBO晶体 355 nm紫外激光器 solid laser high efficiency and high energy LBO crystal 355 nm UV laser 
发光学报
2018, 39(12): 1730
作者单位
摘要
1 中国建筑材料科学研究总院, 北京 100024
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
3 中国科学院 理化技术研究所, 激光物理与技术研究中心, 北京 100190
采用硼酸锂(LBO)晶体腔外和频Nd∶YAG 1 064 nm与1319 nm激光获得了高功率准连续微秒脉冲钠导星激光。通过改进的欧拉方法数值模拟了和频过程的三波耦合方程, 优化了基频光的束腰大小与LBO晶体长度。为了提高和频效率, 通过像传递系统对两路基频光进行扩束整形实现了空间模式匹配, 通过精确控制触发延时实现了时域激光脉冲同步。研究了500, 600, 800及1000 Hz条件下的和频输出特性, 结果显示, 该条件下分别产生了53, 42.6, 27及22 W的589 nm激光输出, 相应的和频效率分别为21.8%, 20.3%, 16.9%和16.3%。 黄光最高功率时的光束质量因子M2为1.32, 脉冲宽度为100 μs。采用了PZT与步进电机复合控制系统进行稳频, 实现频率的波动为±0.2 GHz, 保证了黄光波长在钠原子D2a谱线的吸收谱内。该项研究为获取50 W级高功率准连续微秒脉冲钠导星激光提供了有效的技术支持。
钠导星激光 高功率激光 硼酸锂(LBO)晶体 和频 稳频 sodium guide star laser high-power laser Lithium Borate(LBO) crystal sum-frequency generation frequency stabilization 
光学 精密工程
2017, 25(10): 2661
作者单位
摘要
1 西北大学 光子学与光子技术研究所, 西安 710061
2 西安文理学院 应用物理研究所, 西安 710065
利用差频发生器产生波长范围为1.1~2.2 μm的可调谐近红外激光.实验搭建了差频光路系统,以0.56~0.71 μm染料激光器作为泵浦光、1.064 μm的半导体激光器作为信号光,经过三硼酸锂晶体在Ⅰ类相位匹配方式条件下通过温度调谐非临界相位匹配方式差频产生较高功率的近红外激光,在近红外波段测得其平均输出功率在30 mW以上.泵浦光功率为1.2 W、信号光功率为0.31 W时,测得差频波长为1.54 μm的输出功率为35 mW,转化效率达11.7%.该近红外差频发生器具有宽调谐、窄线宽的特点.
非线性光学 近红外 差频发生器 非临界相位匹配 三硼酸锂晶体 Nonlinear optics Near-infrared radiation Different-frequency generation Non-critical phase-matched LBO crystal 
光子学报
2015, 44(8): 0819002
作者单位
摘要
中航工业洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471009
采用侧面泵浦Nd∶GdVO4晶体的方式, 利用I类相位匹配LBO(LiB3O5)晶体进行腔内倍频。腔型采用平凹直腔, 利用软件模拟优化谐振腔腔镜曲率半径、腔长以及晶体放置位置等参数, 在最大注入电功率750 W时获得9.7 W的671 nm光输出, 重复频率10 kHz, 发散角7.9 mrad, 电-光转换效率约为1.3%。
高重复频率 Nd∶GdVO4晶体 LBO晶体 红光激光器 high repetition rate Nd∶GdVO4 crystal LBO crystal red laser 
应用光学
2013, 34(5): 874
王子薇 1,2,*杜松涛 1何晶 1,2王兆坤 1,2[ ... ]李骁军 3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海飞博激光科技有限公司, 上海 201807
以被动调Q的小型Nd:YAG/Cr4+:YAG激光器为种子光源,以后向抽运的掺镱双包层光纤为功率放大介质,经过一级光纤功率放大,获得了平均功率5.5 W,重复频率9 kHz的激光输出,脉冲宽度为575 ps,峰值功率达到1 MW。采用非临界相位匹配的LBO晶体,对该亚纳秒脉宽光纤放大器进行了单通倍频实验研究。当晶体温度为150.5 ℃、基频光功率为2.7 W时,获得了平均功率1.3 W、峰值功率250 kW的倍频绿光输出,倍频转换效率为48%。
激光器 脉冲光纤放大器 主振荡功率放大 三硼酸锂晶体 倍频 
中国激光
2013, 40(8): 0802005
作者单位
摘要
长春理工大学理学院, 吉林 长春 130022
报道了利用激光二极管端面抽运Nd∶YAG晶体,通过LBO非线性晶体腔内倍频实现的561 nm激光输出。LBO晶体尺寸为2 mm×2 mm×10 mm,采用Ⅰ类相位匹配切割。抽运功率为5 W时,561 nm的最大输出功率为123 mW,此时的光光转换效率为2.46%。实验中发现激光器很容易同时出现556 nm及558 nm倍频光。从非线性转换效率对基频光振荡的影响角度出发,分析了1112 nm与1116 nm谱线起振的原因。作为对比,利用允许角范围小的KTP作为倍频晶体进行了同样的实验,KTP晶体的尺寸为2 mm×2 mm×8 mm,采用Ⅱ类相位匹配切割。实验结果显示,在KTP晶体倍频情况下,激光器很容易实现561 nm单谱线激光输出。实验结果与理论分析相一致。
激光器 谱线竞争 KTP晶体 LBO晶体 
激光与光电子学进展
2013, 50(3): 031401
作者单位
摘要
北京工业大学 激光工程研究院,北京 100124
利用激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YVO4激光晶体皮秒三倍频355nm全固态紫外激光器,采用半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术及皮秒再生放大技术,对1 064 nm基波采用Ⅰ类相位匹配Li3B3O5(LBO)晶体二倍频和Ⅱ类相位匹配LBO晶体三倍频,获得了稳定性好、倍频效率较高的355 nm紫外激光输出。当二极管泵浦功率为5 W时,获得了脉宽为17 ps、重复频率为1 Hz、单脉冲能量为129.6 μJ的稳定三倍频紫外激光输出,基频光到二倍频光和三倍频光的转换效率分别达到60.3%和16.6%,3 h输出单脉冲能量的抖动在0.58%以下。
紫外激光器 LD泵浦 皮秒激光 三倍频 LBO晶体 ultraviolet laser LD pumped pico-second third harmonic generation(THG) LBO crystal 
应用光学
2012, 33(4): 804

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